טכנולוגיה חדשה שפיתחו חוקרים מהפקולטה למדעי המחשב צפויה לשפר את ההתאמה האישית בטיפול בגידולים סרטניים

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה למיפוי קולטנים קריטיים על גבי תאים סרטניים. זאת על סמך צילומים של ביופסיות שנלקחו מחולות סרטן השד. את המחקר שהתפרסם בכתב העת היוקרתי JAMA ערכו הדוקטורנטים גיל שמאי ורון סלוסברג ופרופ׳ רון קימל מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון יחד עם ד"ר יואב ביננבאום מבית החולים איכילוב ופרופ׳ זיו גיל מהמרכז הרפואי רמב"ם.

הטכנולוגיה החדשה, הצפויה לשפר משמעותית את ההתאמה האישית בטיפולים בסרטן, מבוססת על למידה עמוקה. היא מחלצת מידע מולקולרי מתוך תמונות ביופסיה שעברו צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E) – צביעה נפוצה המשמשת לבדיקת רקמות שנלקחו בביופסיה. הצביעה מאפשרת לפתולוג לזהות ברקמה, תחת המיקרוסקופ, את סוג הסרטן ואת דרגת החומרה שלו. עם זאת, הצביעה לבדה אינה מאפשרת לזהות מאפיינים קריטיים החיוניים בקביעת הטיפול המתאים, למשל הפרופיל המולקולרי של הגידול, המסלולים הביולוגיים המתרחשים בו, הקוד הגנטי של התאים הסרטניים והקולטנים השכיחים שעל קרום התא. המיפוי של הקולטנים על קרום התא רלוונטי במיוחד לרפואה מותאמת אישית; הוא מאפשר להתאים לחולי סרטן טיפול החוסם את הקולטנים ובולם את התפתחות הגידול הסרטני.

מימין לשמאל: גיל שמאי (צילום: לב גלומב), רון סלוסברג ופרופ׳ רון קימל

החידוש הקונספטואלי של חוקרי הטכניון הוא בחילוץ המידע המולקולרי מתוך צורת התאים וסביבתם (המורפולוגיה של הרקמה) כפי שהיא משתקפת בסריקות H&E. לדברי שמאי ופרופ' קימל, "פתולוגים שדיברנו איתם אמרו שזו משימה בלתי אפשרית. הסיבה לכך היא שפתולוג אנושי לא יכול להסיק את תכונות הגידול מתוך צורתו בגלל כמות המשתנים העצומה. החדשות הטובות הן שטכנולוגיות של בינה מלאכותית ובעיקר למידה עמוקה מסוגלות לעשות זאת. המחשב, בניגוד לפתולוג ואפילו הפתולוג המיומן ביותר, יכול לאפיין את הסרטן בעזרת אנליזה מורכבת של המורפולוגיה שלו."

ואכן, בעזרת כלים של עיבוד תמונה ובינה מלאכותית הראו החוקרים, לראשונה, את האפשרות לנבא את הפרופיל המולקולרי של התאים מתוך המורפולוגיה של הגידול, כלומר רק מתוך התבוננות על הרקמה כפי שהיא מופיעה בסריקות הסטנדרטיות (H&E). "הצלחנו לזהות את ה'חתימה' שהסרטן מותיר ברקמה," מסביר שמאי. "זו חתימה מורפולוגית (צורנית) שבאמצעות הטכנולוגיה שלנו אנחנו מצליחים לדלות ממנה המון מידע קריטי. חשוב לציין כי מערכות למידה עמוקה חייבות כמות אדירה של מידע, והשגת מידע מהסוג הנדרש לא פשוטה. לצורך כך כתבנו קוד תוכנה לסריקת מקורות ברשת ולהורדה אוטומטית של אלפי דוגמאות ביופסיה ושל המידע הרפואי הרלוונטי המאושרים לשימוש מחקרי."

במחקר נבחנו יותר מ-20,000 סריקות מ-5,356 מטופלות החולות בסרטן השד. באמצעות הטכנולוגיה החדשה הצליחו החוקרים למפות בין היתר קולטני אסטרוגן ופרוגסטרון מתוך הסריקות לבדן ועל סמך המורפולוגיה של התאים. המחקר התמקד כאמור בסרטן השד, אבל החוקרים מבהירים כי זו הוכחת היתכנות הרלוונטית לכלל סוגי הסרטן. לדברי פרופ' קימל, "הצלחנו להראות שלסרטן יש חתימה ייחודית במורפולוגיה של הרקמה ושמיפוי ממוחשב של מורפולוגיה זו יכול לתת לנו מידע רלוונטי עצום על מאפייני הגידול. בשלב הראשון אנחנו מעריכים שזה יהיה כלי עזר שיסייע לרופאים לקבל החלטות, ובהמשך יפותח ככלי קליני של ממש."

המחקר נתמך על ידי משרד המדע והטכנולוגיה, הקרן הלאומית למדע, המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע"ש לורי לוקיי ו-Schmidt Futures.

למאמר המלא ב- JAMA  לחצו כאן

הסריקה המקורית (משמאל) והאזורים מהם חולצה אינפורמציה (באדום וירוק, מימין) באמצעות הטכנולוגיה שפותחה בטכניון

רכב הטכניון בפעולה

המכונית הקלה ביותר בתולדות תחרויות "פורמולה סטודנט" באירופה חוזרת הביתה, לטכניון, עם גביע על זכייתה במקום הראשון במקצה Skidpad  בצ'כיה. במקצה זה נדרשת המכונית לעבור במהירות מסלול בצורת 8, כשהיא מקיפה פעמיים כל עיגול.

בפרויקט פורמולה טכניון שותפים כיום 35 סטודנטיות וסטודנטים משלוש פקולטות שונות – הנדסת מכונות, הנדסת אווירונוטיקה וחלל והנדסת תעשייה וניהול. בראש הקבוצה עומד הסטודנט טל ליפשיץ מהפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל. מכונית המירוץ הנוכחית של הטכניון, עם 60 כוחות סוס, היא כאמור הרכב הקל ביותר בהיסטוריה של תחרויות פורמולה סטודנט – היא שוקלת 132 קילוגרם בלבד לאחר שהשילה מעליה יותר מ-120 קילו תוך שלוש שנים בלבד. הניצחון במקצה Skidpad הוא הזכייה הראשונה של קבוצה ישראלית בגביע במקצה דינמי בתחרויות אלה.

מכוניות "פורמולה טכניון" מתוכננות ונבנות על ידי סטודנטים במסגרת הקורס "תכן מוצר חדש" המתקיים בפקולטה להנדסת מכונות בהנחיית פרופ' ראובן כץ. בפרויקט תומכים גורמים רבים ובראשם GTEP  – תכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון. המשלחת קיבלה ממשרד המדע והטכנולוגיה מימון לנסיעת הסטודנטים לחו"ל.

השנה השתתפה הקבוצה בשלוש תחרויות בסבב העולמי של Formula Students באירופה. בתחרויות, שהתקיימו בגרמניה, באוסטריה ובצ'כיה, השתתפו כ-600 אוניברסיטאות מכל העולם. פרויקט הפורמולה מתקיים בטכניון משנת 2013 וזו השנה השביעית ברציפות שנבחרת הטכניון משתתפת בתחרויות. במקביל נמשכת בנייתה של מכונית הפורמולה האוטונומית, הצפויה לצאת לתחרויות בקיץ 2020.

שר המדע והטכנולוגיה אופיר אקוניס בירך את המשלחת על הזכייה: "זהו עוד הישג ענק לחדשנות הישראלית. אנחנו ממשיכים להביא הישגים בכל תחרות בינלאומית של מדע וטכנולוגיה ומקבלים בכל פעם הוכחה לנחיצותה והצלחתה של החלטת הממשלה שיזמתי למימון משלחות ישראליות לתחרויות בינלאומיות".

הרכב מבפנים

נבחרת הטכניון חוגגת את הזכייה במקום הראשון

מסלול ה- Skidpad

סטודנט בטכניון מציע להחזיר לתושבי הערים את "זכויות החושך". העבודה הוצגה בתערוכת עבודות הגמר בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים

איתמר רוזנזפט, סטודנט בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, פיתח תוכנית להחזרת החשיכה הלילית למגורים בעיר. התוכנית, "זכויות חושך", הוצגה בתערוכת עבודות הגמר המתקיימת בפקולטה.

תוכנית "זכויות חושך" נולדה ממצוקתו האישית של רוזנזפט, המתגורר בתל אביב וסובל מהאור שמשאירה בלילה שכנתו ממול. לדבריו, "כבר הציעו לי לסגור את התריס במקום להתרגז אבל זה לא נראה לי הגיוני. כפי שהחוק מגן עלינו מרעש מוגזם בשעות הלילה, זכותנו לקבל הגנה גם מתאורה שתוקפת אותנו במרחב הפרטי."

לדברי רוזנזפט, "כיום ברור שהתאורה פוגעת באיכות השנה, ולמרות זאת מלבד כמה ערים – מודיעין, נתניה ותל אביב – הרשויות אינן מגנות עלינו מנזקי התאורה. המשימה שלי היא החזרת החושך למרחב המגורים." רוזנזפט פיתח תוכנית המציבה את הסלון במרכז הבית ולא בהיקפו ומשנה באופן דרמטי את דפוסי התאורה ברחוב.

העבודה הוצגה כאמור במסגרת אירוע ההגשות השנתי, שבו הוצגו השנה פרויקטים של 95 סטודנטים בארבעה נושאים בארכיטקטורה – ארכיטקטורה פרו-אקטיבית, מרחב תודעה וקיימות, טכנולוגיה מחוללת (הנדסה, פרט וחומר) והמורשת הבנויה – ובנושא אחד באדריכלות נוף: סוגיות במרחב הנופי המצטופף בישראל לקראת ישראל 100. במסגרת האירוע התקיימה הרצאתו של פרופ' אמריטוס מארק וויגלי, היסטוריון ותאורטיקן החוקר את הממשקים שבין ארכיטקטורה, אמנות, פילוסופיה, תרבות וטכנולוגיה, שהיה דיקן בית הספר לתארים מתקדמים באדריכלות באוניברסיטת קולומביה.

ביום השני של האירוע, התקיים רצף הרצאות שבו הוצגו שישה פרויקטים נבחרים ונערך דיון פתוח בפורמט "פצ'ה קוצ'ה".

ברצף ההרצאות הוצגה עבודתו של רוזנזפט, "זכויות חושך", וחמש עבודות אחרות:

לובנא עסאף הציגה את "מאחורי דלתיים סגורות" – עבודה העוסקת באלימות נגד נשים בחברה הערבית בישראל. לדבריה, "כמחצית מהתלונות על אלימות הם מהחברה הערבית, אף שהערבים מהווים 20% מכלל האוכלוסייה בישראל. המתודולוגיה שפיתחתי יוצרת סביבת הגנה ושיקום למשפחה, מספקת 'הגנה חברתית' לכלל הנשים ומשנה את מעמדן בחברה הערבית בטווח הארוך."

טמיר גבאי טיפל בהר הרצל בעבודתו "מחשבות מרחביות באקרופוליס הזיכרון הלאומי". לדבריו, "היהדות הייתה תרבות של זיכרון ואילו הציונית היא ארגון היסטורי המבקש לקדם את תפיסותיו. הר הזיכרון הוא המקום ההיסטורי, הסמלי, שבו המדינה משכתבת את הנרטיב שלה בהתאם לנסיבות. העבודה שלי יוצרת תרחיש אורבני-היפותטי-אירוני המעורר שאלות בדבר מערכת היחסים בין משכתבי הזיכרון הקולקטיבי לבין הקולקטיב עצמו.

רפאל סמית הציג את הפוטנציאל של הקנאביס כמשאב המאפשר החייאה כלכלית, חברתית וסביבתית של אזורים מזוהמים על ידי פיתוח עירוני חדש, אקולוגי ויצרני. לדבריו, "זהו חומר גלם איכותי בעל תכונות ייחודיות ויישומים מגוונים, בר קיימא וידידותי לסביבה. הפרויקט שלי בוחן את האפשרויות החברתיות, הסביבתיות והכלכליות הטמונות בקנביס ובצמח ההמפ לטובת הקהילה ולטיהור האדמה."

רואן כריני התייחסה ל"תופעות הלוואי" של ההתחדשות העירונית, ומקרה המבחן שלה היה שכונת עג'מי ביפו. "תהליכי התחדשות עשויים לשפר את המרקם הבנוי," היא אומרת, "אבל לעתים קרובות הם פוגעים בדיירים הוותיקים שבמקרים מסוימים נאלצים לעזוב. עג'מי, לדוגמה, הפכה בהדרגה לשכונה אמידה ותושבים רבים נאלצו לעזוב. עלינו להפסיק להתמקד רק בערך הכלכלית של ההתחדשות ולהתייחס גם לערך החברתי. עלינו להתייחס גם לתושבים הוותיקים ולתת להם אפשרות להישאר בשכונה. העבודה שלי מציע לרתום את ההתחדשות לשיפור מצבה של האוכלוסייה המקומית הוותיקה."

לוטם בלנק, סטודנטית במסלול לאדריכלות נוף, עסקה גם היא בנושא ההתחדשות העירונית ובמחיר שהיא גובה מהתושבים הוותיקים. לדבריה, "רוב התוכניות הקשורות להתחדשות עירונית מנותקות ומנוכרות לסביבה, ורבות מהן מדירות את התושבים הקיימים. ההצעה שלי סופגת השראה ממאפייני הזהות המקומית ומספקת לתושבים את השירותים החסרים להם."

סרטון המסכם את הגשות פרויקטי הגמר וידאו חיים זינגר

עבודה של רואן כריני

עבודה של רפאל סמית

עבודה של רפאל סמית

עבודה של איתמר רוזנזפט

עבודה של לובנא עסאף

עבודה של לובנא עסאף

עבודה של לוטם בלנק

איתמר רוזנזפט

טמיר גבאי

רואן כריני

רפאל סמית

לוטם בלנק

עבודה של טמיר גבאי

בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו טכנולוגיה חדשנית לטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים

פרופ' אלחנדרו סוסניק

חוקרים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו פלטפורמה חדשנית להסעת תרופות בתוך הגוף (Drug delivery). החוקרים, פרופ' אלחנדרו סוסניק והמסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר, אימתו את המיקרו-מבנה של הפלטפורמה האמורה ב- Themis – מיקרוסקופ האלקטרונים (TEM) המתקדם שהותקן בטכניון.

הסעת תרופות בגוף היא אתגר רפואי שתפס תאוצה בשנים האחרונות בעקבות שילובה של ננוטכנולוגיה בתחום זה. הרעיון הבסיסי הוא לכידה (אנקפסולציה) של התרופה המיועדת בתוך חלקיקים ננומטריים הנושאים אותה לרקמה הפגועה ושם פורקים אותה ללא ירידת ריכוז קריטית ובלי לגרום נזק לרקמות בריאות.

בדרך למימוש הקונספט האמור נדרשת הקהילייה המדעית להתמודד עם שורה של אתגרים מורכבים ובהם היצירה (סינתזה) של חלקיקים ננומטריים חדשים שיתאימו לתרופה. לדברי פרופ' סוסניק, "החלקיקים האלה נדרשים להפגין כמה יכולות הכרחיות ובהן עמידות כימית, יציבות בסביבה ביולוגית וביוקומפטביליות, כלומר התכלות בגוף לאחר פריקת התרופה. בנוסף, כל תרופה דורשת מהחלקיקים תכונות מעט אחרות, ולכן נדרשת כאן גמישות בייצור החלקיקים."

ייחודם של החלקיקים הננומטריים החדשים שפותחו במעבדתו של פרופ' סוסניק טמון בשילוב של מרכיבים קרמיים ופולימריים. "למעשה, אלה חלקיקים ננומטריים של תחמוצת טיטניום (TiO₂) המשולבים עם פולימר, והם מציגים שילוב של תכונות כגון יציבות פיזיקלית גבוהה ויכולת אנקפסולציה של תרופות הידרופוביות (דוחות מים). בנוסף, השגנו שליטה מדויקת בגודלם של חלקיקים אלה בטווח גדלים רחב מאוד – מ-26 ועד 230 ננומטר – הרלוונטי להצטברות מגוון רחב של רקמות ואיברים בגוף."

המסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר

החוקרים מצאו כי חלקיקים אלה רגישים לאולטרסאונד – עובדה המקנה להם משמעות רבה בחיסול תאי סרטן. "למעשה, מספיק עירור קצר של החלקיקים באמצעות אולטרסאונד טיפולי, הגורם ליצירת מולקולות בעלות יכולת חמצון גבוהה ביותר (reactive oxygen species) שהורגות כל תא שנמצא בסביבתן. במחקר הוכחה יעילות החלקיקים בטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים."

היעד הקליני של החוקרים הוא שימוש בטכנולוגיה החדשנית לטיפול של מגוון רחב של גידולים סרטניים על ידי הכוונה ראשונית של החלקיקים לסרטן והקרנה באולטרסאונד ממוקד. בדרך זאת ניתן להקטין את תופעות הלוואי של הכימותרפיה הרגילה.

בנוסף יישמו החוקרים את החלקיקים הננומטריים בלכידת התרופה ההידרופובית ניטזוקסניד (nitazoxanide), המשמשת בטיפול בפרזיטים ובזיהומים ויראליים בעיקר בילדים. לכידתן של מולקולות התרופה בחלקיקים המלאכותיים, כך התברר, הקנתה להן עמידות רבה לחום ולסביבה נוזלית. לדברי פרופ' סוסניק, "זו הפעם הראשונה שתחמוצות טיטניום משמשות בהצלחה ללכידה של תרופות בשלבי הסינתזה. כבר רשמנו בארצות הברית בקשת פטנט על הטכנולוגיה הזאת, ואנחנו מקווים שהצלחת הניסויים שלנו יובילו לניסויים פרה-קליניים שיאמתו את יעילותה הטיפולית."
המחקר נערך בתמיכתם של נציבות איחוד האירופי (תוכנית המסגרת השביעית) ומכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI). החוקרים מודים לד"ר ירון קאופמן, ראש המרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים חודרת בפקולטה, על הסיוע באפיון החלקיקים במיקרוסקופ Themis.

למאמר המלא בAdvanced Functional Materials   לחצו כאן

המחשת טיפול ממוקד בגידול ממאיר באמצעות ננו-חלקיקים קרמיים-פולימריים. החלקיקים מצטברים בגידול באופן סלקטיבי לאחר הזרקה, ומוקרנים בצורה ממוקדת בתדרים על קוליים (גלי אולטראסאונד).

ד"ר נורית פיינשטיין

ד"ר נורית פיינשטיין, בוגרת הפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון, זכתה בפרס עבודת הגמר המצטיינת בפקולטה יחד עם המנחה שלה בעבודת הגמר, פרופ' פלג חסון. היא בוגרת מחזור מ"ו של הפקולטה לרפואה ועתידה להתחיל בקרוב התמחות ברפואת ילדים. ד"ר פיינשטיין, 30, מתגוררת בקיבוץ מעלה החמישה ואם לילד.

עבודת הגמר של פיינשטיין מתמקדת באנזים ליזיל אוקסידז (Lox), שמעורב  בבניית רקמות חיבור בגוף וחיוני להתפתחות תקינה של המערכת הקרדיווסקולרית ומערכת הנשימה. במעבדתו של פרופ' חסון התגלה כי הוא ממלא תפקיד חשוב גם בבניית סיבי שריר.

במחקר הזוכה אופיינו עכברים שהונדסו לבטא ביתר את האנזים Lox, ונבחנה השפעת ביטוי היתר על רגנרציית שריר, תהליך אשר נפגע קשות במחלה דושן. החוקרים הראו כי בעכבר שמבטא ביתר את Lox מתפתחת רקמת שריר תקינה מורפולוגית, ללא שינויים בהתארגנות מרכיבי רקמת החיבור וסידור הסיבים ביחס לעכבר נורמלי (לא מהונדס). מכאן הם הסיקו כי ביטוי יתר של Lox  לבדו לא יוצר את הפנוטיפ האופייני של שריר פיברוטי כמו זה הנצפה במחלת הדושן.

בשלב השני של המחקר נבחנה השפעת עודף Lox על ריפוי השריר והתחדשותו לאחר פציעה, ונמצא כי ביטוי יתר של Lox  מאיץ את תהליך הרגנרציה של השריר לאחר פציעתו. בהמשך, בעבודה עם תרביות תאים, תוצאות ראשוניות הראו שביטוי יתר של Lox  מזרז את תהליך הפרוליפרציה והן את תהליך הדיפרנציאציה של תאים לכדי סיבי שריר, דבר שיכול להסביר את תהליך הרגנרציה המזורז שנצפה ברקמת השריר השלמה.

במקום השני זכתה ד"ר הילין קרנר לביא על מחקרה בהנחיית פרופ' ערן בן-אריה. המחקר עסק בהשפעת תוכנית לטיפול משלים על איכות השינה בקרב חולות סרטן העוברות כימותרפיה. במקום השלישי זכתה ד"ר מרי נסיר, בהנחיית פרופ' מוסטפא סומרי, בנושא שימוש בתרופות נוגדות כאב (פרצטמול) בטיפולי שיניים.

עבודת הגמר בפקולטה לרפואה היא חלק מלימודי הרפואה (MD) ותנאי לתחילת הסטאז' בבתי החולים. בכל שנה מכנסת הפקולטה ועדה הבוחנת את עבודות הגמר ובוחרת עבודה מצטיינת. הפרס הכספי ותעודת ההוקרה ניתנים לזוכה ולמנחה העבודה בטקס קבלת התואר. השנה התקיים הטקס ב-26 ביוני.

פרופ' פלג חסון

פרופ' שולמית לבנברג היא דיקנית הפקולטה להנדסה ביו-רפואית ומומחית בעלת שם עולמי בתחום הנדסת הרקמות. בהרצאתה ב-TEDxTelAviv היא מספרת על פיתוח רקמות ואיברים המיועדים להשתלה, על גידול בשר במעבדה ללא פגיעה בחיות, ועל טכנולוגיה חדשה לשיקום חוט שדרה פגוע.

חוקרים בטכניון ובמרכז הבינתחומי הרצליה מציגים ב-Nature Biotechnology קפיצת מדרגה באחסון מידע

פרופ' זהר יכיני

חוקרים בטכניון ובמרכז הבינתחומי הרצליה הדגימו שיפור משמעותי ביעילות התהליך הנדרש לאחסונו של מידע דיגיטלי בדי-אן-איי. במאמר שפורסם בכתב העת Nature Biotechnology הדגימה הקבוצה אחסון מידע בצפיפות השקולה לאחסון של יותר מ-10 פטה-בייט (מיליון גיגה–בייט) בגרם בודד של די-אן-איי תוך ייעול משמעותי של תהליך הכתיבה. לשם המחשה, צפיפות זו מאפשרת, באופן תאורטי, לאחסן בנפח של כפית את כל המידע השמור ב-Youtube.

את המחקר הוביל תלמיד המחקר ליאון ענבי מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון בהנחייתו של פרופ' זהר יכיני מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון ומבית ספר אפי ארזי למדעי המחשב במרכז הבינתחומי הרצליה. המחקר נערך בשיתוף עם מעבדתו של פרופ' רועי עמית מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון.

כמות המידע הדיגיטלי גדלה במהירות עצומה מאז המצאת ההארד-דיסק על ידי IBM בשנות ה-50. אחסונו של מידע זה הפך לאתגר גדול לא רק בהקשר הטכנולוגי אלא גם בהיבט הכלכלי והסביבתי, שכן כיום אחראיות חוות השרתים – מחסני המידע המשרתים את כולנו – לכ-2% מפליטת הפחמן העולמית (שיעור דומה לפליטה המצטברת של כל המטוסים בעולם) ולכ-3% מצריכת החשמל העולמית (יותר מצריכת החשמל של בריטניה כולה). על רקע כל אלה מתפתחת בעשור האחרון גישה טכנולוגית חדשה ומהפכנית: אחסון מידע בדי-אן-איי. טכנולוגיה זו מאפשרת מזעור משמעותי, שמירת המידע לטווח ארוך הרבה יותר (פי אלף) ועלות אנרגטית וכלכלית אפסית.

פרופ' רועי עמית

הרעיון הבסיסי בקידוד מידע על די-אן-איי הוא זה: מולקולת הדי-אן-איי היא שרשרת המורכבת מחוליות הנקראות נוקלאוטידים. הנוקלאוטידים מתחלקים לארבעה סוגים המסומנים באותיות A, C, G ו-T. כדי לאחסן מידע בדי-אן-איי יש לתרגם כל רצף בינארי (המורכב מהסימנים 0 ו-1) לרצף המורכב מאותיות אלה. בשלב הבא מיוצרות, בתהליך הקרוי סינתזה, מולקולות די-אן-איי ממשיות המייצגות את אותם הרצפים. כדי לקרוא את המידע נדרש ריצוף של מולקולות הדי-אן-איי. ריצוף זה מייצר פלט המייצג את רצף הנוקלאוטידים המרכיב כל מולקולה בקלט, ואת הפלט האמור מתרגמים לרצף בינארי המייצג את ההודעה המקורית שקודדנו. הטכנולוגיות המודרניות מאפשרות סינתזה של אלפי סדרות נוקלאוטידים שונות במקביל.

אחסון על די-אן-איי הוא אתגר טכנולוגי מורכב מאוד. בתחום קריאת המידע (ריצוף) התרחשה התקדמות עצומה בעקבות מהפכת הגנום, אולם בכתיבת המידע ישנם עדיין קשיים טכנולוגיים משמעותיים. מכאן חשיבותה של פריצת הדרך שהושגה על ידי חוקרי הטכניון והמרכז הבינתחומי הרצליה ומאפשרת: (1) הגדלה של מספר האותיות המשמשות לקידוד המידע (מעבר ל-4 האותיות המקוריות); (2) הפחתה משמעותית בסבבי הסינתזה הנדרשים לאגירת המידע בדי-אן-איי; (3) שיפור מנגנון תיקון השגיאות בקוד.

הדי-אן-איי הטבעי מורכב כאמור מארבע אבני בניין, הן ארבע האותיות A, C, G ו-T . צוות החוקרים הגדיל את מספר האותיות לשימוש בפועל, כשכל אות חדשה מהווה צירוף ייחודי של האותיות המקוריות. הרעיון דומה לייצור של צבעים חדשים על ידי ערבוב ייחודי של צבעי בסיס. הגדלת מספר האותיות מאפשר לקודד יותר מידע בכל עמדה ברצף של מולקולות הדי-אן-איי. לדברי פרופ' יכיני, "בתהליכי הסינתזה והריצוף הנהוגים כיום מתקיימת יתירות מידע מובנית (redundancy), כיוון שכל מולקולה מיוצרת במספר גדול של עותקים ונקראת במספר גדול של עותקים במהלך הריצוף. הטכנולוגיה שפיתחנו מנצלת את היתירות הזאת להגדלת מספר האותיות האפקטיבי הרבה מעל ל-4 האותיות המקוריות, וכך מאפשרת לנו לקודד כל יחידת מידע בפחות מחזורי סינתזה."

הסטודנט ליאון ענבי

החוקרים הצליחו להפחית ב-20% את מספר סבבי הסינתזה הנדרשים ליחידת מידע. יתר על כן, החוקרים הראו כי אפשר יהיה להפחית בעתיד את מספר סבבי הסינתזה ב-75% ללא מאמצי פיתוח משמעותיים. פירוש הדבר הוא שתהליך האחסון יהיה מהיר יותר ויקר פחות. "בעבודה הזאת יישמנו בצורה מעשית קידוד מידע ביעילות סינתזה הגדולה בעשרות אחוזים בהשוואה לקידוד המקובל," מסביר פרופ' עמית. "המחקר כלל יישום בפועל של שיטת הקידוד החדשה לשם אחסון מידע בנפח גדול על מולקולות די-אן-איי ושחזורו לשם בדיקת התהליך." ואכן, על אחד המדפים במעבדתו של פרופ' עמית בטכניון מונחת מבחנה קטנה המכילה בתוכה כ-10 ננוגרם (מיליארדית הגרם) של די-אן-איי, המקודדים אלפי עותקים של התנ"ך בגירסה דו-לשונית.

קבוצת המחקר פיתחה מנגנון מתקדם המאפשר להתגבר על שגיאות שהן חלק בלתי נפרד מתהליך ביולוגי-פיזיקלי כמו זה המתרחש כאן. חלק מרצף הדי-אן-איי של המולקולות המאחסנות את המידע, שתוכננו על יד ליאון ענבי ופרופ' יכיני, משמש לצורך מנגנון תיקון השגיאות האמור. לדברי ליאון ענבי, "בזכות שימוש בקודים לתיקון שגיאות, המותאמים לקידוד הייחודי שיצרנו, יכולנו לבצע קידוד יעיל במיוחד ולשחזר את המידע בהצלחה. כאשר עובדים במערכת המורכבת ממיליוני חלקים (מולקולות), מתרחשים גם אירועים נדירים ביותר (אירועים של אחד למיליון), העלולים לשבש את הקריאה. הקידוד המוקפד איפשר לנו להתגבר על בעיות אלה."

החוקרים מציינים כי "לטכנולוגיה שהוצגה במאמר יש פוטנציאל לייעל תהליכים נוספים בביולוגיה סינתטית ובביוטכנולוגיה. אנו מאמינים שבשנים הקרובות נראה עלייה משמעותית בשימוש בדי-אן-איי סינתטי במחקר ובתעשייה".

הדי-אן-איי המלאכותי ששימש את החוקרים ותוכנן על ידי הקבוצה יוצר על ידי חברת Twist Bioscience האמריקאית, המעסיקה גם קבוצת פיתוח בתל אביב, ורוצף במרכז הגנומי של הטכניון. המחקר נתמך חלקית על ידי תוכנית המסגרת Horizon 2020 של האיחוד האירופי. ליאון ענבי נתמך על ידי מלגת אדמס של האקדמיה הישראלית למדעים. במחקר השתתפו גם ד"ר אורנה עטאר ותלמידת המחקר ענבל וקנין.

למאמר המלא ב- Nature Biotechnology   לחצו כאן

קבוצת המחקר. מימין לשמאל: פרופ' רועי עמית, ענבל וקנין, ליאון ענבי ופרופ' זהר יכיני

בכוונתם להמשיך במחקר ולפתח טיפולים חדשניים שינטרלו חיידקים אלימים העמידים לאנטיביוטיקה

פרופ'-חבר מיטל לנדאו (משמאל) עם הדוקטורנט ניר סלינס. קרדיט: רמי שלוש, דוברות הטכניון

פרופ'-חבר מיטל לנדאו והדוקטורנט ניר סלינס מהפקולטה לביולוגיה בטכניון הצליחו לפגוע ביצירה של ביופילם של חיידקי סלמונלה. ביופילם הוא קרום עמיד המהווה בעיה רפואית וסביבתית חמורה משום שהוא מגן על החיידקים ומאפשר להם להיצמד לרקמות, לצינורות, למשטחים, למכשור רפואי ועוד. תגליתם של החוקרים צפויה להוביל לפיתוח טיפולים חדשניים שיעכבו עמידות לאנטיביוטיקה בקרב חיידקים אלימים.

בשנת 2017 פרסם צוות המחקר של פרופ"ח לנדאו, בכתב העת Science, גילויים חדשים על הסטפילוקוק הזהוב – חיידק אלים במיוחד שפיתח עמידות לזנים רבים של אנטיביוטיקה ואחראי לחלק ניכר ממקרי ההדבקה המתרחשים בבתי חולים ובקהילה. החוקרים גילו כי חיידק זה, התוקף את תאיו של האורגניזם ואת מערכת החיסון שלו, עושה זאת בין השאר באמצעות סיבים ייחודיים שהוא מפריש. סיבים רעילים אלה מזכירים עמילואידים, חלבונים הקשורים למחלות נוירודגנרטיביות כגון אלצהיימר ופרקינסון, אך שונים מהם מבחינה מבנית. במאמר שהתפרסם ב-2018 בכתב העת Nature Communication גילו סלינס ועמיתיו בצוות המחקר כי חלבונים מאותה משפחה של הסיב הרעיל יוצרים מבנים עמילואידים יציבים מאוד, המחזיקים מעמד בתנאים קשים מאוד ומגינים על החיידק. פרופ' לנדאו הביעה תקווה שגילויים אלו יובילו לטיפולים חדשים שיפגעו בסיבים ויפחיתו משמעותית את האגרסיביות של זיהומים קשים שגורם הסטפילוקוק הזהוב.

כעת, במחקר המתפרסם בכתב העת PLoS Pathogens, גילו חוקרי הטכניון כי פגיעה בסיבים העמילואידים שיוצרים חיידקי אי-קולי וסלמונלה, המעורבים בזיהומי מזון, פוגעת במנגנוני ההגנה של החיידקים וביכולתם להיצמד לרקמות ולמכשור רפואי. זאת באמצעות ייעוד-מחדש (Repurposing) של חומרים שכבר עברו ניסויים קליניים לטיפול באלצהיימר. יתרונו הגדול של ייעוד-מחדש בכך שתהליך האישור קצר וזול הרבה יותר מזה של תרופה חדשה.

החומרים שנבדקו על חיידק הסלמונלה אינם פוגעים בחיידק באופן ישיר; הם פוגעים בביופילם, שהוא כאמור קרום עמיד המגן על החיידקים מפני חומרים המסכנים אותם, לרבות תרופות אנטיביוטיות. החוקרים מעריכים שהפגיעה בביופילם לא תוביל להתפתחות עמידות כיוון שהיא אינה מאלצת את החיידקים להגן על חייהם. זאת בניגוד לתרופות אנטיביוטיות, שהשימוש בהן גורם להגברת עמידותו של החיידק ואלימותו.

המחקר אמנם התמקד בחיידקי סלמונלה ואי-קולי, הקשורים בזיהומי מזון, אבל החוקרים מקווים כי הוא יועיל גם במאבק בחיידקים אחרים ובהם הסטפילוקוק הזהוב. בהמשך מחקר הדוקטורט שלו יתמקד סלינס בפיתוח חומרים אנטיבקטריאליים יציבים ובסריקת מולקולות קטנות שיעכבו את יצירת הסיבים העמילואידיים בחיידקים. הוא מקווה כי פיתוחים כאלה יאיצו את המאבק החיוני בהתפתחות זנים אלימים של חיידקים העמידים לאנטיביוטיקה.

במחקר שותפים חוקרים מהמכון למערכות מורכבות ביוליך ובדיסלדורף, גרמניה. בטכניון סייעו בעבודה זו המרכז לביולוגיה מבנית, המרכז למדעי החיים וההנדסה ע"ש לורי לוקיי, המרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים (מיק”א) והמרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים של חומר רך במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה.

פרופ'-חבר מיטל לנדאו הצטרפה לסגל הטכניון אחרי פוסט-דוקטורט באוניברסיטת קליפורניה לוס אנג'לס (UCLA), שם התמחתה במיקרו-קריסטלוגרפיה בקרני X ובעמילואידים הקשורים במחלת אלצהיימר. בספטמבר 2012 היא הקימה בטכניון את המעבדה שלה בפקולטה לביולוגיה.

ניר סלינס השלים בטכניון תואר ראשון בביוכימיה מולקולרית בפקולטה לכימיה ע"ש שוליך וכיום הוא נמצא במסלול ישיר לדוקטורט בפקולטה לביולוגיה.

למאמר המלא ב–  PLoS Pathogens לחצו כאן

איור – משמאל: המבנה האטומי של מקטע-חלבון שיוצר את סיבי הביופילם באי-קולי ובסלמונלה. מבנה זה דומה מאוד למבנים של סיבים עמילואידיים הקשורים למחלת האלצהיימר, ודמיון מבני זה הוביל לרעיון לפגוע בסיבי הביופילם החיידקי באמצעות החומרים שפותחו נגד סיבי האלצהיימר.
למעלה (בשחור-לבן): תמונות שצולמו במיקרוסקופ אלקטרונים. משמאל נראים סיבים שנוצרים על ידי החלבון החיידקי ומשמשים לבניית הביופילם; מימין מוצגת הפגיעה ביצירת הסיבים כתוצאה מהוספת החומר שפותח נגיד סיבי האלצהיימר (ANK6)
למטה (בשחור-אדום): תמונות תלת-ממדיות שצולמו במיקרוסקופ קונפוקלי לאחר צביעה פלורוסנטית אדומה של הביופילם החיידקי. משמאל: צפיפות גבוהה של ביופילם; מימין: ירידה משמעותית בכמות הביופילם בעקבות הוספת החומר ANK6

פריצת דרך בטכניון: חוקרים פיתחו טכנולוגיה זולה, ידידותית לסביבה ובטוחה יותר להפקת מימן

טכנולוגיית E-TAC water splitting משפרת את הנצילות האנרגטית של תהליך הפקת מימן ממים לשיא חסר תקדים, 98.7%, ומצמצמת משמעותית את פליטת הפחמן דו-חמצני. חברת הסטארטאפ H2Pro המבוססת על הפיתוח תתרגם אותו ליישום מסחרי

קבוצת המחקר. מימין לשמאל: פרופ' גדעון גרדר, פרופ' אבנר רוטשילד, אביגיל לנדמן וד"ר חן דותן. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה חדשנית נקייה, זולה ובטוחה לייצור מימן. הטכנולוגיה משפרת משמעותית את נצילות הפקת המימן – מכ-75% בשיטות המקובלות היום לנצילות אנרגטית חסרת תקדים של 98.7%. המחקר נערך במסגרת תוכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון (GTEP) על ידי פרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ופרופ' גדעון גרדר מהפקולטה להנדסה כימית יחד עם ד"ר חן דותן והדוקטורנטית אביגיל לנדמן. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Nature Energy.

האלקטרוליזה התגלתה לפני למעלה מ-200 שנה, ומאז עברה אוסף מצטבר של שיפורים נקודתיים. כעת מציגים חוקרי הטכניון שינוי דרמטי שיוביל להערכתם להפקת מימן זולה, נקייה ובטוחה מאוד. לדבריהם, התהליך החדש עשוי לחולל מהפכה בייצור מימן, תוך התבססות על אנרגיה נקייה ומתחדשת כגון אנרגיה סולרית או אנרגיית רוח.

החוקרים פיתחו תהליך חדשני וייחודי, E-TAC water splitting (Electrochemical – Thermally-Activated Chemical water splitting), המבוסס על פעולה מחזורית, שבה משתנה לסירוגין ההרכב הכימי של האנודה (האלקטרודה שבה מתרחש תהליך החמצון במערכת). בשלב הראשון, הקתודה (האלקטרודה שבה מתרחש תהליך החיזור במערכת) מייצרת מימן והאנודה משנה את הרכבה הכימי בלי לייצר חמצן; בשלב השני הקתודה פסיבית ואילו האנודה מייצרת חמצן. בסוף השלב השני חוזרת האנודה למצבה ההתחלתי והמחזור מתחיל מחדש. על סמך טכנולוגיה זו הקימו החוקרים את חברת הסטארטאפ H2Pro העוסקת בתרגומה ליישום מסחרי.

קבוצת המחקר. מימין לשמאל: ד"ר חן דותן, פרופ' אבנר רוטשילד, אביגיל לנדמן ופרופ' גדעון גרדר. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

ברחבי העולם מיוצרות בכל שנה כמויות מימן עצומות: כ-65 מיליון טונות בשווי של כ-130 מיליארד דולר, השקולות מבחינה אנרגטית לכ-9 אקסה-ג'אול (EJ) שהם כ-2,600 טרה-וואט-שעה (TWh). כמויות אלה גדלות בהתמדה וצפויות לשלש את עצמן ב-20 השנים הבאות; בשנת 2030 צפויה צריכת המימן לעמוד על 14 אקסה-ג'אול ובשנת 2040 על 28.

כ-53% מהמימן המופק כיום משמש בייצור אמוניה לדשנים ולחומרים אחרים, 20% משמש בבתי זיקוק, 7% בייצור מתנול ו-20% בשימושים אחרים. בעתיד צפוי המימן לשמש ביישומים נוספים, שחלקם נמצאים בשלבי פיתוח מואצים: מימן כדלק לכלי רכב חשמליים המכילים תאי דלק (FCEV), מימן כדלק לאגירת אנרגיה ממקורות מתחדשים (P2G), מימן חימום תעשייתי וביתי ועוד.

כ-99% מהמימן המופק כיום מקורו בדלק מחצבי (fossil fuel), והפקתו כרוכה בתהליכים הפולטים לאטמוספרה פחמן דו-חמצני (CO₂) – גז שנוכחותו העודפת באטמוספרה מאיצה את ההתחממות הגלובלית. המימן מופק בעיקר על ידי חילוצו מגז טבעי (SMR) בתהליך המשחרר כ-10 טונות CO₂ על כל טונה של מימן ולכן אחראי לכ-2% מסך פליטות ה-CO₂ לאטמוספירה שמקורן בפעילות אנושית. זה הרקע לצורך הדחוף בחלופות נקיות, וידידותיות יותר לסביבה, של הפקת מימן.

החלופה העיקרית הקיימת כיום להפקת מימן באופן נקי וללא פליטות CO₂ היא אלקטרוליזה של מים (water electrolysis). בתהליך זה מוצבות שתי אלקטרודות, אנודה וקתודה, במים המועשרים בבסיס או בחומצה המגבירים את מוליכותם החשמלית. בתגובה להעברת זרם חשמלי בין האלקטרודות מתפרקות מולקולות המים (H₂O) ליסודותיהן הכימיים ומשחררות גז מימן (H₂) בקרבת הקתודה וחמצן (O₂) בקרבת האנודה. התהליך כולו מתרחש בתא אטום המחולק לשניים – בחלק אחד נאסף המימן ובחלק אחר החמצן.

הפקת מימן בדרכים נקיות, בניגוד להפקתו מגז טבעי בתהליך SMR, נתקלת בשורה של אתגרים טכנולוגיים. אחד מהם הוא הפסד אנרגטי משמעותי; הנצילות האנרגטית של תהליכי אלקטרוליזה כיום עומדת על כ- 75% בלבד, והמשמעות: צריכה גבוהה של חשמל. קושי נוסף קשור בממברנה המחלקת את תא האלקטרוליזה לשניים; ממברנה זו, הנדרשת כדי לאסוף את המימן בצד אחד ואת החמצן בצד השני, מגבילה את הלחץ בתא האלקטרוליזה ל-10 עד 30 אטמוספרות בשעה שבמרבית היישומים נדרש לחץ של מאות אטמוספרות; לדוגמה, בכלי רכב חשמליים המכילים תאי דלק נדרשת דחיסה של המימן בלחץ של 700 אטמוספרות. כיום מוגבר הלחץ באמצעות מדחסים גדולים ויקרים המסבכים את התפעול ומגדילים את עלויות ההתקנה והאחזקה של המערכת. בנוסף, נוכחותה של הממברנה מסבכת את הרכבת מתקן הייצור וכך מעלה מהותית את מחירו. מעבר לכך הממברנה דורשת תחזוקה והחלפה תקופתית.

לטכנולוגיה E-TAC water splitting כמה יתרונות משמעותיים על פני אלקטרוליזה:

1. הפרדה כרונולוגית מוחלטת בין ייצור המימן לייצור החמצן – שני תהליכים אלה קורים בזמנים שונים. ההשלכות:

• ביטול הצורך בממברנה החוצצת בין האנודה לקתודה בתא האלקטרוליזה. מדובר בחיסכון משמעותי בהשוואה לאלקטרוליזה, שכן הממברנה יקרה, מסבכת את תהליך הייצור ומצריכה שימוש במים מזוקקים ותחזוקה שוטפת כדי שלא תיסתם.
• תהליך בטוח, המונע את הסיכון שבמפגש הנפיץ בין החמצן למימן, מפגש העלול להיווצר בתהליך האלקטרוליזה הרגיל במקרה שהממברנה המפרידה אינה אטומה לגמרי.
• השימוש הנוכחי בממברנות מגביל כאמור את הלחץ בתהליך הפקת המימן. הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מייתרת את הממברנה וכך מאפשרת דחיסה של המימן כבר בשלב ההפקה. כך נחסכות גם חלק מהעלויות הגדולות הכרוכות בדחיסה מאוחרת של המימן.

2. בתהליך החדש נוצר החמצן בתגובה כימית ספונטנית בין האנודה הטעונה והמים, ללא הפעלת זרם חשמלי באותו שלב. תגובה זו חוסכת את הצורך בחשמל בשלב יצירת החמצן ומגדילה את נצילות התהליך מכ-75% בשיטות המקובלות לנצילות אנרגטית חסרת תקדים: 98.7%.

3. טכנולוגיית E-TAC צפויה להוזיל לא רק את עלויות התפעול אלא גם את עלות הציוד.
   ב-H2Pro מעריכים שעלות ציוד להפקת מימן בתהליך ה-E-TAC תהיה כמחצית מעלותו של ציוד המבוסס על טכנולוגיות קיימות. ההערכות הראשוניות מצביעות על אפשרות לייצור מימן בקנה מידה תעשייתי בעלויות ייצור תחרותיות בהשוואה להפקה מגז טבעי בתהליך SMR, וזאת כאמור ללא פליטת CO₂ לאטמוספירה.

מפתחי הטכנולוגיה, פרופ' גדעון גרדר, פרופ' אבנר רוטשילד וד"ר חן דותן, חברו למייסדי חברת Viber והקימו את חברת H2Pro, העוסקת במסחור הטכנולוגיה החדשה. החברה, הפועלת בפארק התעשייה בקיסריה, קיבלה רישיון בלעדי למסחור הטכנולוגיה מ- 3T יחידת המסחור של מוסד הטכניון וגייסה הון התחלתי ראשוני בהובלת חברת יונדאי. החברה מעסיקה יותר מ-20 עובדים, רובם בוגרי הטכניון.

המחקר נתמך על ידי תוכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון (GTEP), תרומת אד סאטל, קרן אדליס, משרד האנרגיה והנציבות האירופית (תוכנית המסגרת 2020 של האיחוד האירופי).

למאמר המלא ב-Nature Energy  לחצו כאן

פרופ' אבנר רוטשילד. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

פרופ' גדעון גרדר. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

הדוקטורנטית אביגיל לנדמן. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

ד"ר חן דותן. קרדיט צילום: חן גלילי, דוברות הטכניון

איור של פיצול מים בתהליך קונבנציונלי (משמאל) ובתהליך ה-ETAC (מימין). בפיצול מים קונבנציונלי המימן והחמצן מיוצרים בו-זמנית ובאותו התא, ומופרדים על ידי ממברנה. לעומת זאת, בתהליך ה-ETAC המימן והחמצן מיוצרים בשני שלבים שונים: בשלב הראשון, המתרחש בטמפרטורה נמוכה, רק מימן מיוצר באופן אלקטרוכימי; בשלב השני, המתרחש בטמפרטורה גבוהה, רק חמצן מיוצר באופן כימי וספונטני.

"פיצול מים" – אילוסטרציה. בתהליך ה-ETAC מפצלים את המים למימן ולחמצן בשני שלבים שונים וביעילות גבוהה של 98.7%. )קרדיט איור : תם קריב(

לסרטון המסביר את המחקר

נשיא הטכניון, פרופ' אורי סיון, שנכנס לתפקידו היום: "האוניברסיטאות יצטרכו להמציא את עצמן מחדש"

הערב התקיים בטכניון טקס חילופי נשיאים, שבו צוינה כניסתו של פרופ' אורי סיון לתפקידו כנשיא הטכניון ה-17. הוא מחליף את פרופ' פרץ לביא, שסיים תקופת כהונה בת עשור.

הטקס התקיים במעמד שר החינוך הרב רפי פרץ, ראש העיר חיפה ד"ר עינת קליש רותם, חתן פרס נובל בכימיה פרופ'-מחקר אהרן צ'חנובר, יו"ר קורטוריון הטכניון מר סקוט לימסטר, יו"ר הוועד המנהל של הטכניון מר גדעון פרנק, נשיאי הטכניון לדורותיהם, חברי הנהלת הטכניון וחברי סגל.

פרופ' סיון סיפר בטקס על הוריו, שעלו ב-1936 לארץ ישראל כדי ללמוד בטכניון לאחר שאוניברסיטאות באירופה הלכו ונסגרו בפני יהודים, ואמר כי לפיכך מינויו לנשיא סוגר מעגל אישי עבורו. הוא הוסיף כי "הטכניון היום חזק מאי פעם, ועלינו לנצל מצב זה כדי לבצע רפורמות מרחיקות לכת במבנה המחקרי שלו, בתוכני החינוך, בשיטות ההוראה ובחיים המשותפים עם התעשייה. האתגרים הגדולים של המאה ה-21 – בריאות האדם, אנרגיה, סביבה, קיימות, יצור מתקדם, חינוך – לא יֵענו במסגרות חד-דיסציפלינריות, והרלוונטיות שלנו תיבחן ביכולתנו לשלב את כלל הדיסציפלינות וליצור את הסינרגיה ההכרחית להתמודדות עם האתגרים הניצבים בפני האנושות. גם החינוך ישתנה ללא היכר. הידע כולו נמצא במרחק לחיצת מקש והאוניברסיטאות יצטרכו להמציא את עצמן מחדש בעולם בו הידע נגיש לכול ומתעדכן בקצב הולך וגדל." הוא הוסיף כי "ערכים אוניברסליים של שוויון, פלורליזם, סובלנות, חופש המחשבה וחופש הדיבור, רדיפת האמת ודחיית השקר הם נשמת אפה של האקדמיה."

שר החינוך הרב רפי פרץ אמר בטקס: "אני מבקש להודות לכם, אנשי הטכניון, על כל הברכה שאתם מביאים לעם ישראל ולמדינת ישראל. העתיד שלנו טמון במחקר ובפיתוח, במדעים המדויקים, בטכנולוגיה, ברפואה ובאדריכלות, ואתם הקטר שמוביל את כל זה. במיוחד בימים אלה, שבהם הכל מתנדנד, יש חשיבות עצומה בקיום איים של ודאות, מצוינות והמשכיות כמו הטכניון."

נשיא הטכניון היוצא פרופ' פרץ לביא אמר: "הצבתי לעצמי שלושה יעדים מרכזיים: גיוס מסיבי של חברי סגל צעירים מהשורה הראשונה; שיפור דרמטי באיכות ההוראה וביחס לסטודנטים; והפיכת הטכניון לאוניברסיטה גלובלית.

"בהקשר הגלובלי אכן הרחבנו את השפעת הטכניון, ואין ספק ששני השיאים בתהליך זה הם הקמפוסים החדשים בסין ובניו יורק. בהקשר של שיפור ההוראה זינק הטכניון מהמקום האחרון למקום הראשון מבין האוניברסיטאות בישראל בשביעות רצונם של הסטודנטים מאיכות ההוראה. גם בגיוס חברי סגל חדשים רשמנו הצלחה עצומה: כ-270 חברי סגל חדשים הצטרפו לשורות הטכניון בעשור האחרון, והם הפכו אותו לטכניון צעיר יותר ויותר מכך – מצוין יותר. על כך מעידים המאמרים המדעיים, מענקי המחקר והפרסים היוקרתיים."

חתן פרס נובל בכימיה, פרופ'-מחקר אהרן צ'חנובר, אמר כי "יתכן שהטכניון אינו האוניברסיטה הטובה בעולם, אבל הוא המוסד שמדינת ישראל חבה לו את קיומה. הטכניון אחראי לשני העמודים החשובים ביותר שעליהם ניצבת המדינה: הביטחוני והכלכלי. על הטכניון להמשיך להוביל את המדע והטכנולוגיה אך גם להציב לנגד עיניו את ההיבט האתי, כין אין המצאה טכנולוגית שאין לה השלכות בתחום האתי."

ראש העיר חיפה ד"ר עינת קליש רותם הודתה לפרופ' לביא על פועלו בשם העיר חיפה ותושביה והעניקה לו תעודת הוקרה שבה נכתב: "בהערכה על טביעות אצבעותיך שהותרת בפעילות ענפה רבת-שנים בקידום הטכניון למוסד המוביל בתחומו בארץ ובעולם".

פרופ' סיון, 64, תושב חיפה, נשוי ואב לשלושה, שירת כטייס בחיל האוויר. הוא הצטרף לסגל הפקולטה לפיזיקה בטכניון ב-1991 ועומד בראש הקתדרה ע"ש ברטולדו באדלר. מחקריו לאורך השנים התפרסו על פני מגוון רחב של נושאים ובהם פיזיקה של מערכות קוונטיות קטנות ורתימה של ביולוגיה מולקולרית לבנייה עצמית של התקנים אלקטרוניים זעירים. הוא מילא שורה של תפקידים בכירים בטכניון ובמדינת ישראל. בשנים 2010-2005 הוא הקים וניהל את מכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה (RBNI). בשנתיים האחרונות הקים פרופ' סיון את ועדת ההיגוי הלאומית המייעצת לות"ת (הוועדה לתכנון ולתקצוב במועצה להשכלה גבוהה) בנושאי מדע וטכנולוגיה קוונטיים ועמד בראשה.

פרופ' עמנואל שרפנטייה

פרס הארווי, הפרס היוקרתי ביותר שמעניק הטכניון, יוענק השנה בשני תחומים. הפרס יינתן לשלושת המדענים שהובילו את פיתוחה של טכנולוגיית CRISPR-Cas9, המהווה פריצת דרך בעריכה גנטית – פרופ' עמנואל שרפנטייה, פרופ' ג'ניפר דאודנה ופרופ' פנג ז'אנג; ולפרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס על תרומתו למדעי המחשב.

פרופ' עמנואל שרפנטייה היא מומחית במנגנוני בקרה המכוונים התפתחות מחלות (pathogenesis) ובמנגנוני הגנה של חיידקים המחוללים מחלות בבני אדם. בשנת 2013, בתום קריירת מחקר בצרפת, בארצות הברית, באוסטריה ובשוודיה היא גויסה לאגודת הלמהולץ בגרמניה. ב-2015 היא התמנתה לראש מכון מקס פלאנק לביולוגיה זיהומית בברלין, וב-2018 יסדה מכון מחקר עצמאי – מכון מקס פלאנק למדע הפתוגנים. מאז 2016 היא משמשת פרופסור של כבוד באוניברסיטת הומבולדט בברלין.

פרופ' ג'ניפר דאודנה היא פרופסור בפקולטה לכימיה ובפקולטה לביולוגיה תאית ומולקולרית באוניברסיטת קליפורניה ברקלי ועומדת בראש קתדרת הנשיא ע"ש לי קא-שינג. דאודנה עומדת גם בראש המכון לגנומיקה חדשנית. מאז 1997 היא משמשת חוקרת בבית הספר לרפואה הווארד יוז, ומאז 2018 – חוקרת בכירה במכון גלאדסטון.

פרופ' פנג ז'אנג הוא מומחה בביולוגיה מולקולרית ובביו-הנדסה. הוא חבר במכון קור הפועל במסגרת מכון ברוד ב-MIT ובהרווארד, כחוקר במכון מקגאוורן לחקר המוח ב-MIT וכפרופסור למדעי המוח ב-MIT. בנוסף הוא משמש חוקר בבית הספר לרפואה הווארד יוז.

זמן רב לפני פריצת הדרך בעריכת גנים בטכנולוגיית CRIAPR חקרו פרופ' שרפנטייה ופרופ' דאודנה, כל אחת במעבדתה, מערכות הגנה של חיידקים. פרופ'

דאודנה ופרופ' שרפנטייה נפגשו לראשונה בחודש מרץ 2011, ותוך זמן קצר פרסמו ב-Science את מאמרן ההיסטורי, המציג את האופן שבו החלבון החיידקי Cas9

פרופ' ג'ניפר דאודנה

מזהה יעדים בדי-אן-איי ומדגים את האפשרות לתכנת את Cas9 בקלות כדי לערוך יעדים רבים ומגוונים בדי-אן-איי (Jinek et al., Science, 2012) .

באופן עצמאי וללא קשר לשתיהן, פרופ' ז'אנג למד על מערכת CRISPR-Cas9 כמספרי די-אן-איי המונחים על ידי אר-אן-איי בחיידקים בפברואר 2011. בינואר 2013 הוא פרסם ב-Science, עם קבוצת המחקר שלו, את מאמרו ההיסטורי (Cong et al., Science 2013) המתאר את ההצלחה ביצירת CRISPR-Cas9 כטכנולוגיה לעריכה גנומית באורגניזמים גבוהים ולרתימת מערכת CRISPR-Cas9 כמערכת אר-אן-איי בת-תכנות לשימוש בתאים אאוקריוטיים.

תגליות דרמטיות אלה חוללו מהפכה במדעי החיים והן מאפשרות לערוך, לתקן ולשכתב את הדי-אן-איי. בעתיד הן צפויות להוביל לפיתוח טיפולים חדשניים במחלות ובהזדקנות.

על תפקידם בגילוי ובפיתוח CRISPR-Cas9 כ"מספריים מולקולריים" זכו הפרופסורים שרפנטייה, דאודנה וז'אנג בפרסים יוקרתיים ובהם Canada Gairdner International Award לשנת 2016, פרס טאנג לשנת 2016 ופרס המרכז הרפואי אלבני לשנת 2017. פרופ' שרפנטייה ופרופ' דאודנה זכו גם בפרס פריצת דרך במדעי החיים לשנת 2015.

פרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס נחשב לאבי תורת המשחקים האלגוריתמית. הוא לימד בהרווארד, באוניברסיטה הטכנית הלאומית באתונה, בסטנפורד, באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו ובאוניברסיטת קליפורניה

ברקלי, וכיום הוא פרופסור למדעי המחשב באוניברסיטת קולומביה. הוא אחד המדענים המובילים בתיאוריה של מדעי המחשב ונודע בעיקר על עבודתו במורכבות  חישובית (Computational Complexity). בהקשר זה הוא הגדיר רמות של מורכבות המאפיינות תופעות חישוביות מרכזיות ובעיות פרדיגמטיות

פרופ' פנג ז'אנג

במגוון תחומים.

הוא תרם רבות גם לתחום שהוא מכנה "עדשה אלגוריתמית", הרלוונטי לתחומים רבים ובהם ביולוגיה ואבולוציה, כלכלה ותורת המשחקים, בינה מלאכותית, רובוטיקה, רשתות ואינטרנט. פרופ' הילריוס הוא זוכה פרס גדל לשנת 2012.

פרס הארווי, שנוסד בשנת 1971 על ידי ליאו הארווי מלוס אנג'לס, ניתן בכל שנה בטכניון על הישגים יוצאי דופן במדע, בטכנולוגיה ובבריאות האדם ועל תרומות יוצאות מן הכלל לשלום במזרח התיכון, לחברה ולכלכלה.

ליאו הארווי (1973-1887) היה תעשיין וממציא. הוא היה ידיד מסור של הטכניון ושל מדינת ישראל ותומך נלהב בשניהם.

במרוצת השנים, יותר מרבע מזוכי פרס הארווי קיבלו לימים את פרס נובל.

פרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס

טקס הענקת הפרס יתקיים בנובמבר 2019 בטכניון.

פתיחת שנה: יותר מ-2,000 סטודנטים חדשים החלו אתמול את לימודיהם בטכניון

בשנת הלימודים תש"ף ילמדו בטכניון יותר מ-16,500 סטודנטים

כ-2,060 סטודנטים חדשים החלו אתמול את לימודיהם בטכניון. בשנת תש"ף ילמדו בטכניון כ-16,520 סטודנטים – כ-12,250 לתואר ראשון וכ-4,270 לתארים מתקדמים (מגיסטר ודוקטור). השנה ילמדו בטכניון 294 סטודנטים בינלאומיים לתארים מתקדמים. נתונים אלה מעודכנים ליום הפרסום.

במרכז הבינלאומי בטכניון (Technion International) ילמדו השנה 172 סטודנטים. בתחילת דרכו של המרכז התקיימו במסגרתו לימודים בהנדסה אזרחית וסביבתית בלבד, והשנה יתקיימו בו גם לימודים בהנדסת מכונות, בהנדסה כימית ובהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. רוב הסטודנטים שסיימו בשנה החולפת תואר ראשון במרכז הלאומי – 22 מתוך 42 – ימשיכו לתואר שני בטכניון. בתוכנית הלימודים המתקיימת במכון טכניון-קורנל ע"ש ג'ייקובס בניו יורק ילמדו 144 סטודנטים, ובמכון גואנגדונג-טכניון-ישראל לטכנולוגיה (GTIIT) ילמדו 727 סטודנטים.

בדבריו אתמול ציין נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון כי "כמעט מאה שנים חלפו מאז החלו הלימודים בטכניון בכיתה שמנתה 16 סטודנטים וסטודנטית אחת. מאז אותה התחלה צנועה, ותוך היצמדות מתמדת לחזון מייסדיו, העמיד הטכניון למעלה משמונים אלף מהנדסים, חוקרים ורופאים, שתרומתם האדירה למדינה ולחברה ניכרת בכל פינה. הטכניון השכיל להוות במשך שנות קיומו אי של מתינות וסובלנות כלפי האחר, והידע שאנו מעניקים לסטודנטים שלנו נועד בסופו של דבר גם לשרת את החברה ולשפר את איכות החיים על הפלנטה הזאת למען הדורות הנוכחיים והדורות הבאים."

הטכניון ממשיך בתנופת הפיתוח בקמפוס – בכיתות חדשות, במעונות נוספים, במתקני ספורט ובתשתיות נוספות לרווחת הסטודנטים – ובה בעת ממשיך בהרחבת פעילותו הבינלאומית עם שיתופי פעולה מחקריים ביותר מ-200 אוניברסיטאות ברחבי העולם. הטכניון ממשיך להוביל בסקר השנתי של התאחדות הסטודנטים הארצית, המציב אותו בראש אוניברסיטאות המחקר בישראל בדירוג איכות ההוראה.

השנה ישלב הטכניון, לראשונה בישראל, את סוגיית הבטיחות בבנייה בקורס חובה. התחום יועבר כיחידת לימוד נפרדת בקורס "מבוא לניהול ובטיחות בבנייה" בפקולטה על ידי ד"ר אבי גריפל, מהמומחים המובילים בתחום הבטיחות בעבודה.

בסרטון: נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון מברך את הסטודנטים לרגל פתיחת השנה החדשה.

טקס פתיחת השנה בטכניון. על בימת הכבוד, מימין לשמאל: יו"ר אגודת הסטודנטים בטכניון מעיין שחר, דיקן הסטודנטים פרופ' בני נתן, דיקנית לימודי הסמכה פרופ' אורית חזן ונשיא הטכניון פרופ' אורי סיון.

קבוצת תלמידי תיכון של Israel FIRST מתיכון אזורי מגידו קיבלה אישור ביטחוני מיוחד לייצג את ישראל ולהשתתף באולימפיאדת רובוטיקה שהתקיימה בדובאי. הקבוצה זכתה במקום הראשון בקטגוריית הניקוד הגבוה ביותר מבין 191 מדינות, כמשלחת היחידה עם מאזן נצחונות מושלם

המשלחת הישראלית בדובאי

משלחת הרובוטיקה של Israel FIRST* הפועלת בהובלת הטכניון, זכתה במדליית כסף באולימפיאדה העולמית  Global Challenge FIRST  שהתקיימה בסוף השבוע האחרון בדובאי. בתחרות השתתפו 119 משלחות המייצגות 119 מדינות. המשלחת הישראלית המורכבת מחמישה תלמידי תיכון אזורי מגידו, לקחה חלק בתחרות העולמית והעפילה לשלב הגמר כראש הברית, הכוללת משלחות מאיטליה, אוגנדה ואוסטרליה. נבחרת ישראל זכתה בגמר במדליית כסף לאחר שסיימה את שלב המוקדמות בדירוג הנקודות הגבוה ביותר והיחידה עם מאזן ניצחונות מושלם (9-0-0). בנוסף, קיבלה הנבחרת פרס מיוחד עבור עזרה יוצאת דופן לקבוצות אחרות.

ביום רביעי ה- 23 באוקטובר בשעות הלילה, לאחר שקיבלו אישורים בטחוניים מתאימים לנסיעה, יצאה משלחת המייצגת את ארגון Israel  FIRST לתחרות האולימפיאדה ברובוטיקה- FIRST Global Challenge   בדובאי שבאיחוד האמירויות הערביות. חמשת בני הנוער, שייצגו את הארגון ואת מדינת ישראל – נעה דומן, יובל פרי ורון פרי מרמות מנשה, איתי זיו ממרחביה ועומרי ברעם מיקנעם-עילית, לוו על ידי שני מנטורים – אסנת דומן וניסים לוי ובאבטחה אישית צמודה על מנת להבטיח את שלומם בדובאי.

המשלחות מכל רחבי העולם התחרו באמצעות רובוטים פרי פיתוחן בכדי להתמודד עם אתגר איסוף פסולת מאוקיינוסים ושמירה על הסביבה, וצברו ניקוד על סמך יכולתם ללקט כמה שיותר פריטים מזירת התחרות. המשלחת יצאה לדובאי בחסות משרד החינוך, בתמיכת משרד  המדע והטכנולוגיה, המועצה האיזורית מגידו וחברת  Tama ובסיוע משרד החוץ.

האלוף (מיל') אביהו בן-נון, יו"ר Israel   FIRST:

"אני גאה ומעריך את הקבוצה ואת רוח התחרותיות שהפגינו, ההתמדה והמקצוענות. הישגי המשלחת מהווים מקור גאווה וכבוד ל -Israel  FIRST ולכל מדינת לישראל. אנו מודים לשותפינו במשרד המדע, משרד החינוך והמועצה האיזורית מגידו על תמיכתם. הבעת אמונם בנבחרת משקפת את ההשפעה החיובית של ארגון  Israel  FIRST על הצלחתה הטכנולוגית של מדינת ישראל".

"הפרויקט הוא חלק מהפעילות החינוכית הקדם אקדמית של הטכניון שמטרתה לעודד בני נוער ללימודי מדע והנדסה," אמר פרופ' אלון וולף סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים והמנהל האקדמי של התוכנית, "זאת כדי להבטיח שישראל תמשיך להוביל מבחינה טכנולוגית ולעמוד בחזית המחקר העולמי. הטכניון שותף בתוכנית FIRST מיום הקמתה."

שר המדע והטכנולוגיה, אופיר אקוניס: ״הנבחרת השיגה השיג חסר תקדים במיקומה ובאיכויותיה. למעשה, לא היה לי ספק שישיגו הישגי עצומים, וכך גם אמרתי להם בפגישתנו, ערב יציאתם לתחרות. זאת פשוט גאווה לאומית אמיתית והוכחה נחרצת לחשיבות החלטת הממשלה שהובלתי עם כניסתי לתפקיד: לממן את המשלחות הללו, מתקציב המשרד״.

סמנכ"ל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע במשרד החינוך, עופר רימון: "משרד החינוך תומך בפעילות FIRST ישראל בשנים האחרונות ושותף מלא בהצלחות ובהישגים של תלמידי ישראל המשתתפים בתכנית".

ארגון  FIRST, הוקם בארה"ב בשנת 1989 ע"י היזם דין קיימן, במטרה לקרב ילדים ונוער לתחומי המדע והטכנולוגיה. הארגון משתמש במודל של תחרויות ספורטיביות בהן יש קבוצות שמתחרות זו בזו בהתמודדות עם אתגר, ומקיים תחרויות בין רובוטים שנבנו על ידי ילדים ובני נוער. בתכניות FIRST  ברחבי העולם משתתפים מעל 570,000  ילדים ובני נוער.

FIRST Israel פועל משנת 2005 כמלכ"ר בחסות הטכניון ובראשו עומד האלוף (מיל') אביהו בן נון. בארץ משתתפים מעל 14,000 ילדים ובני נוער מגן חובה ועד גיל 18 מכל רחבי הארץ ומכל המגזרים.

יו"ר FIRST GLOBAL  הוא פרופ' פרץ לביא, שהיה עד לאחרונה נשיא הטכניון.

1969 הייתה שנה חשובה בהיסטוריה של הטכניון – באותה שנה הוקמה המחלקה למדעי המחשב. שלוש שנים לאחר מכן, ב-1972, סיים המחזור הראשון את לימודיו בפקולטה, עם שישה סטודנטים וארבע סטודנטיות. לאחרונה, חמישים שנה מאז הקמתה, סיימו 300 בוגרים את לימודיהם בפקולטה (מחזור תשע"ט).

בוגר הפקולטה ד"ר ערן אדן, שותף, מייסד ומנכ"ל MEMED בהרצאה "מהמטבח של סבתא עד מיטת החולה – הסיפור של MeMed.”

בחמישים שנות קיומה של הפקולטה התרחב המחקר והעמיק, וחברי הסגל בפקולטה חתומים על המצאות, פיתוחים ומחקרים פורצי דרך. אלה כמה מהבולטים שבהם: אלגוריתם למפל-זיו, שפורסם ב-1977 על ידי פרופ’-מחקר יעקב זיו ופרופ’ אברהם למפל  ושימש בסיס לטכנולוגיות דחיסה חיוניות ZIP; פיתוח לשיפור מצלמות תלת-ממד שפיתח פרופ' רון קימל ונמכר לאינטל; ופריצות לרשת הסלולר GSM בהובלת פרופ' אלי ביהם.

לחגיגות יום ההולדת ה-50 שערכה הפקולטה אתמול (ג') הגיעו אלפי סטודנטים, חברי סגל, עובדים ובוגרים עם בני משפחותיהם. הם נהנו מאירוע חוויתי של  מדע וטכנולוגיה לכל המשפחה, שכלל סדנאות והפעלות לילדים ולמבוגרים והרצאות מדעיות במתכונת "מדע על הבר". את הקהל הרב בירכו בוגרי הפקולטה לדורותיה: ד"ר יואל מארק, סגנית נשיא באמזון העולמית; ד"ר ערן אדן, שותף, מייסד ומנכ"ל MEMED; קרין אייבשיץ-סגל, מנכ"לית מרכזי הפיתוח של אינטל בישראל, ד"ר קירה רדינסקי, שותפה ומייסדת ויו"ר Diagnostic Robotics, ועודד כהן, מנהל מרכז המחקר של IBM.

"ביובל שנים בנינו כאן בית לתפארת," אמר דיקן הפקולטה פרופ' דן גייגר. "הפקולטה היא עמוד השדרה של תעשיית ההייטק הישראלית ובוגריה משמשים בעמדות מפתח במשק הישראלי. מדעי המחשב הוא תחום הנוגע יותר ויותר בכל תחומי החיים. מדע שמספק אתגרים ומנפיק הצלחות בקצב מסחרר: בינה מלאכותית, למידת מכונה, סייבר, שיפור מתמיד ביכולות לארגן נתונים, להשתמש בהם בדרכים יצירתיות, ולהגן עליהם. בארבע השנים האחרונות חלה עלייה של 50% במספר בוגרי התואר הראשון במדעי המחשב ועלייה ב-90% בבוגרי תואר שני. השנה גם התבשרנו שהפקולטה זכתה בפרס ינאי למצוינות בהוראה ואנו גאים בכך מאוד."

"תולדות הפקולטה למדעי המחשב בטכניון הן מופלאות," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון,  "כולנו עוקבים בגאווה אחר נסיקתה. נותר רק לאחל לסטודנטים, לחברי הסגל ולעובדים חג יובל שמח. עלו והצליחו – אני בטוח בכך."

פרופ' דני רז מהפקולטה בהרצאה על "מאחורי הענן: כל מה שלא ידעתם על הדור החמישי,האינטרנט והענן

תמונות מהאירוע

תמונות מהאירוע

תמונות מהאירוע

תמונות מהאירוע

תמונות מהאירוע

פרופסור אמריטוס אלעזר גוטמנאס מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים

הטכניון אבל על מותו של פרופסור אמריטוס אלעזר גוטמנאס מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ומשתתף בצערה הכבד של המשפחה.

פרופסור גוטמנאס נפצע קשה מאד בתאונה שהתרחשה במעבדתו בערב חג הסוכות. נסיבות התאונה נמצאות כעת בבדיקה.

פרופסור גוטמנאס הצטרף לטכניון בשנת 1974, חודשים ספורים לאחר שעלה ארצה מברה"מ, ונקלט בפקולטה למדע והנדסה של חומרים, שעל שורותיה נמנה לאורך כל שנותיו בטכניון.

במהלך תקופה זו הנחה פרופ' גוטמנאס עשרות סטודנטים לתארים מתקדמים, פרסם קרוב למאה מאמרים בכתבי עת מדעיים ונטל חלק בכינוסים בינלאומיים רבים. כן שימש כמדען אורח במכון Max Planck והחזיק בקתדרה ע"ש Zandman בחומרים קרמיים.

מסירותו של פרופסור גוטמנאס למדע ולקידום הידע האנושי הובילה אותו להמשיך בעבודתו המחקרית גם לאחר שיצא לגמלאות והפך לפרופסור אמריטוס. בכך הוא היווה דוגמה ומופת לכולנו.

יהי זכרו ברוך

לצד שלושת החוקרים שקיבלו את הפרס על הטכנולוגיה המהפכנית ופורצת הדרך קיבל את הפרס גם פרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס, מאבות תורת המשחקים האלגוריתמית

מימין לשמאל: נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, פרופ' עדי זלצברג, המשנה לנשיא למחקר פרופ' קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים פרופ' שמעון מרום עם הזוכים בפרס

פרס הארווי היוקרתי בתחום המדע והטכנולוגיה הוענק אתמול (א') בטקס חגיגי בטכניון לפרופ' עמנואל שרפנטייה, פרופ' ג'ניפר דאודנה ופרופ' פנג ז'אנג, מפתחי הטכנולוגיה המהפכנית ופורצת הדרך לעריכה גנטיתCRISPR-Cas9 , ולפרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס, מאבות תורת המשחקים האלגוריתמית. בטקס השתתפו נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, המשנה לנשיא למחקר פרופ' קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים פרופ' שמעון מרום, המשנה הבכיר לנשיא פרופ' עודד רבינוביץ', סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ' אלון וולף, דיקנים וחברי סגל. את הטקס הנחתה פרופ' עדי זלצברג מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון.

"פרס הארווי מגלם את מהות המוסד שאני עומד בראשו," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון בטקס הענקת הפרס. ”הוא מבטא מצוינות ברמה העולמית, מוקיר את גאונותם של חוקרים ואת הישגיהם וממחיש את חשיבותו של המדע בשיפור מצבה של האנושות. ארבעת החוקרים שקיבלו את הפרס הם הוכחה לכך שסקרנות, יצירתיות ונחישות אכן עשויות לשנות את העולם."

פרופ' עמנואל שרפנטייה ממכון מקס פלאנק ופרופ' ג'ניפר דאודנה מאוניברסיטת קליפורניה ברקלי פרסמו ב-2012 במגזין המדעי הנחשב Science את מאמרן ההיסטורי, המציג את האופן שבו מנגנון CRISPR בחיידקים מזהה יעדים בדי-אן-איי. באותו מאמר הן הדגימו את האפשרות לתכנת את Cas9 בקלות כדי לערוך יעדים רבים ומגוונים בדי-אן-איי. הפרס הוענק להן על תרומתן יוצאת הדופן והראויה לציון להבנת היבטים מרכזיים של מערכת ההגנה החיידקית CRISPR-Cas9 ויישומה ככלי עריכה בגנום לתכנות עבור תאים איקריוטיים, על הבהרת הביולוגיה המבנית והביוכימיה של מערכת CRISPR-Cas9 ועל תרגומה למדע היישומי. תגליות דרמטיות אלה חוללו מהפכה במדעי החיים והן מאפשרות לערוך, לתקן ולשכתב את הדי-אן-איי. בעתיד הן צפויות להוביל לפיתוח טיפולים חדשניים במחלות ובהזדקנות.

"המדע הבסיסי לא איבד מחשיבותו, והוא עדיין חיוני בדרך לפיתוחים יישומיים משמעותיים," אמרה בטקס פרופ' שרפנטייה, ראש מכון מקס פלאנק למדע הפתוגנים, "הבנה מעמיקה של תהליכים ביולוגיים היא תנאי לפיתוח יישומים רפואיים וטיפולים חדשניים במחלות קשות, ואני אסירת תודה על החופש האקדמי שניתן לנו ועל התמיכה הכלכלית בעבודתנו.

"זהו כבוד גדול עבורי לקבל את הפרס, ואני מודה לטכניון על ההכרה בחשיבות המחקר שלנו. "את המסע הממושך שהוביל לפיתוחה של טכנולוגיית CRISPR-Cas9 ככלי לעריכה גנטית לא יכולתי לעשות לבדי, ואני מודה לכל הסטודנטים הצעירים והעמיתים המבריקים שעבדו איתי לאורך הדרך ובפרט לשותפתי פרופ' ג'ניפר דאודנה."

פרופ' דאודנה, שנבצר ממנה להגיע לטקס, הודתה על קבלת הפרס בסרטון וידאו שבו אמרה: "זהו כבוד גדול עבורי לקבל את פרס הארווי על פיתוחה של טכנולוגיית CRISPR-Cas9 לעריכת גנים. אני מברכת את עמיתיי לפרס ומבקשת לציין במיוחד את שיתוף הפעולה הנפלא עם פרופ' עמנואל שרפנטייה. הצוותים שלנו פעלו יחד לחקר המנגנונים הביולוגיים הבסיסיים של מערכת החיסון החיידקי המוכרת בשם CRISPR. כשגילינו כיצד Cas9 עובד כאנזים בר-תכנות, הבנו שאפשר לרתום אותו לשינוי רצף הדי-אן-איי בתא ובאורגניזם – טכנולוגיה המשמשת כיום מדענים ברחבי העולם לפיתוח טיפולים במחלות גנטיות ובנזקים שגורמת ההתחממות הגלובלית לחקלאות."

יחד איתן זכה בפרס גם פרופ' פנג ז'אנג, שפרסם ב-2013 ב-Science את מאמרו ההיסטורי על CRISPR-Cas9 כטכנולוגיה לעריכה גנומית באורגניזמים גבוהים ולרתימת מערכת CRISPR-Cas9 כמערכת אר-אן-איי בת-תכנות לשימוש בתאים אאוקריוטיים. "העבודה עם מדענים מכל העולם יוצרת קשרי מחקר וידידות נפלאים, ואני שמח שגם בישראל רכשתי לי חברים ועמיתים מעולים," אמר בטקס פרופ' פנג ז'אנג, הזוכה הצעיר ביותר (38) בתולדות פרס הארווי. "פרס הארווי הוא כבוד עצום עבורי, ואין ספק שהוא ייתן לי מוטיבציה לחזור למעבדה ולהמשיך לעבוד במלוא המרץ."

הזוכה בתחום מדעי המחשב, פרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס, נחשב לאבי תורת המשחקים האלגוריתמית. הוא לימד בהרווארד, באוניברסיטה הטכנית הלאומית באתונה, בסטנפורד, באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו ובאוניברסיטת קליפורניה ברקלי, וכיום הוא פרופסור למדעי המחשב באוניברסיטת קולומביה. הוא אחד המדענים המובילים בתיאוריה של מדעי המחשב ונודע בעיקר על עבודתו במורכבות  חישובית (Computational Complexity). פרופ' פפדימיטריו הוא זוכה פרס גדל לשנת 2012.

פרופ' פפדימיטריו אמר בטקס כי "לפני כ-25 שנה עבר מרכז הכובד במדעי המחשב מהמחשב עצמו לרשת האינטרנט. מהלך זה הוביל למחקרים שהיו חיוניים בהתפתחות המדע, בשיפור רווחת האנושות ובהבנת היקום. אני שמח שזכיתי להיות שותף בהתפתחויות אלה. לשמחתי זכיתי לעבוד עם חוקרים מעולים מהטכניון ובראשם פרופ' שמעון אבן. זהו כבוד גדול עבורי לא רק לקבל את הפרס, אלא לקבל אותו יחד עם מפתחי CRISPR-Cas9, שחוללו מהפכה במדעי החיים."

פרס הארווי, שנוסד בשנת 1971 על ידי ליאו הארווי מלוס אנג'לס, ניתן בכל שנה בטכניון על הישגים יוצאי דופן במדע, בטכנולוגיה ובבריאות האדם ועל תרומות יוצאות מן הכלל לשלום במזרח התיכון, לחברה ולכלכלה. יותר מרבע מזוכי הפרס קיבלו לימים את פרס נובל ולכן נחשב פרס הארווי ל"מנבא נובל".

זוכי פרס הארווי: פרופ' פנג ז'אנג, פרופ' עמנואל שרפנטייה ופרופ' פפדימיטריו כריסטוס הילריוס, עם נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון (שני מימין)

בית הטכניון מרכין ראש ביום השנה להרצחו של ראש ממשלת ישראל יצחק רבין ז״ל

הנכם מוזמנים לעצרת לזכרו שתיערך ביום ראשון, י״ב בחשון, תש״ף

10 בנובמבר 2019 | שעה 12:30 | אודיטוריום ע"ש הלר (קולנוע), בית הסטודנט ע"ש שלום זילוני

חוקרים בטכניון ועמיתיהם בארצות הברית גילו כי מתן פרוביוטיקה ביחידות לטיפול נמרץ בבתי חולים עלולה להוביל לזיהומי דם, ובמקרים מסוימים נזקיה עולים על תועלתה

אנליזה גנטית מספקת עדות לכך שמקורם של חיידקים בזיהומי דם הוא בקפסולה של תכשיר פרוביוטי. באיור רואים קפסולה שממנה מתפזרים חיידקים פרוביוטיים תכולים. אפשר לראות שהם מגיעים לכלי הדם (זיהום). העץ (שחור) שמקשר בין החיידקים מייצג את הקשר הפילוגנטי בין החיידקים, כלומר את האנליזה הגנטית שביצעו החוקרים.
קרדיט: ברק שאער תמר

חוקרים בטכניון ובבית החולים לילדים בבוסטון גילו כי צריכת פרוביוטיקה עלולה להוביל לזיהומי דם. המחקר שהתפרסם אתמול ב– Nature Medicineהוא פרי שיתוף פעולה בין חוקרי הטכניון פרופ' רועי קישוני וד"ר עידן ילין לבין קבוצות המחקר של פרופ' גרגורי פריבי ופרופ' תומאס סנדורה מבית החולים לילדים בבוסטון. מממצאי המחקר עולה כי בנסיבות מסוימות, הסיכון הנלווה לנטילת פרוביוטיקה עלול לעלות על תועלתה.

פרוביוטיקה היא אמצעי מקובל בטיפול רפואי, והשימוש בה בבתי חולים מתרחב בהתמדה כאמצעי למניעת שלשול, מחלות מעיים ובמקרים מסוימים גם נגד דלקת ריאות, דלקת לבלב ואלח דם (ספסיס).

כעת, כאמור, מתברר שצריכת חיידקים פרוביוטיים עלולה לגרור תופעות לוואי חמורות. במחקר הנוכחי נחקרה האפשרות שאותם חיידקים מוצאים את דרכם לדם וגורמים לזיהום דם. ההשערה שפרוביוטיקה עלולה לגרום נזקים כאלה כבר עלתה בעבר, אולם עד כה לא הוצגו ראיות חותכות לקשר סיבתי זה. כעת, באמצעות טכנולוגיות מתקדמות של מיפוי גנומי מלא, הראו החוקרים כי במקרים מסוימים, מקורם של החיידקים מחוללי הזיהום הוא בתכשיר הפרוביוטי שניתן למטופל.

המחקר התבסס על נתונים שנאספו במשך 5 שנים וחצי ממטופלי חדר הטיפול הנמרץ בבית החולים לילדים בבוסטון. באותה תקופה טופלו ביחידת הטיפול הנמרץ 22,174 חולים. 552 מהם קיבלו במסגרת הטיפול קפסולות פרוביוטיקה המכילה חיידקי Lactobacillus rhamnosus מתת-זן הנקרא LGG. במסגרת המחקר אובחן זיהום דם (Lactobacillus rhamnosus) אצל שישה מטופלים – כולם מאותה קבוצה שקיבלה טיפול פרוביוטי. בקרב אלפי המטופלים שלא קיבלו פרוביוטיקה לא נרשם זיהום דומה.

החוקרים מספקים במאמרם ב-Nature Medicine ראיות לכך שמקורו של זיהום הדם הוא אכן בצריכת החיידקים הפרוביוטיים. כדי להוכיח שהחיידקים מחוללי הזיהום הגיעו מהתכשיר הפרוביוטי התבססו החוקרים על כלים גנומיים חדשניים. במרכז הגנומי בטכניון שוחזרו במלואם רצף הדי-אן-איי של החיידקים שבודדו מהזיהומים לצד רצף הדי-אן-איי של חיידקים שנלקחו מקפסולות של התכשיר הפרוביוטי. כך התברר שהחיידקים בדם אף הם מתת הזן LGG. ניתוח נוסף של המידע מצא כי לא ניתן להפריד גנטית בין שושלות החיידקים שנמצאו בתכשיר ובדם.

יתר על כן, המגוון הגנטי המצומצם שנמצא בקפסולות שוחזר במידה רבה בבידודים מהדם. בנוסף, בחלק מהחיידקים האמורים שנמצאו בדם התגלו מוטציות חדשות שלא זוהו בחיידקים בקפסולה, לרבות מוטציה המקנה עמידות לאנטיביוטיקה שזוהתה בבידוד מאחד החולים. במילים אחרות, בנוסף לסכנת הזיהום טמונה בצריכת פרוביוטיקה גם התפתחות של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה – אחד התהליכים הפוגעים ביעילותם של טיפולים רפואיים ומסכנים את המטופל.

החלק הטכניוני של המחקר נתמך במענק ERC מטעם האיחוד האירופי, NIH וקרן בוייטלר.

למאמר ב – Nature Medicine לחצו כאן

פרופ' רועי קישוני. קרדיט: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

ד"ר עידן ילין. קרדיט: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

צוות המחקר מבית החולים לילדים בבוסטון משמאל לימין – פרופ' גרגורי פריבי, כריסטינה מראקו, אלסנדר מקאדם ופרופ' תומאס סנדורה. Credit: Michael Goderre/Boston Children's Hospital

כ-700 נערות השתתפו בכנס התלמידות Tech Women בטכניון. "העתיד שלכן נמצא כאן," אמרה הסטודנטית קרן יצחק מהפקולטה למדעי המחשב שהנחתה את האירוע

סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים, פרופ' אלון וולף שפתח את האירוע

מאשדוד עד קריית שמונה, מרחובות ועד רמת הגולן, כ-700 תלמידות תיכון מצטיינות במתמטיקה ובמדעים השתתפו באירועTech Women  החמישי בטכניון.

במהלך היום המיוחד נפגשו התלמידות עם חוקרות וחברות סגל, בוגרות טכניון וסטודנטיות לתארים מתקדמים, סיירו במעבדות ונחשפו לנושאי המחקר והלימוד. אירועי Tech Women  מתקיימים באדיבות הקרן להעצמת נשים ע"ש רוזלין אוגוסט ונועדו לחשוף את התלמידות לתחומי הלימוד בטכניון ולעודד אותן לבחור בלימודים אקדמיים בתחומי המדע וההנדסה.

את האירוע פתח סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים, פרופ' אלון וולף, שאמר לתלמידות כי " כבר בכיתה הראשונה בטכניון, שנפתחה ב-1924, למדו 17 סטודנטים ובהם סטודנטית אחת. היה זה עוד בימים שבהם, במדינות רבות, הייתה האקדמיה סגורה בפני נשים. מאז יומו הראשון מקבל הטכניון סטודנטים וסטודנטיות על סמך יכולותיהם בלבד וללא הבדל של דת, גזע ומגדר. גם אתן הגעתן היום לטכניון בזכות יכולותיכן. אם אתן רוצות להשפיע על עתיד העולם ולקבוע כיצד הוא ייראה בעוד חמישים שנים, בואו ללמוד בטכניון."

את אירוע הפתיחה הנחתה הסטודנטית קרן יצחק, שהחלה את לימודיה במכינת הטכניון לפני כחמש שנים ובקרוב תסיים את התואר הראשון בפקולטה למדעי המחשב. יצחק, העובדת במקביל בחברת מלאנוקס, אמרה לסטודנטיות: "נבחרתן להשתתף באירוע הזה כי אתן מבריקות, ואין לנו ספק שהעתיד שלכן נמצא כאן. גם אם אתן לא בטוחות מה תרצו לעשות כשתגדלו, הטכניון הוא נקודת מוצא מצוינת עבורכן."

ד"ר רותם וישינקין, שקיבלה השנה את תואר הדוקטור מהטכניון, סיפרה על דרכה לטכניון ועל המחקרים שערכה בהנחייתו של פרופ' חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון. בשנים האחרונות פיתחה ד"ר וישינקין מדבקה ראשונה מסוגה לאבחון שחפת. הפיתוח, שנתמך על ידי קרן ביל ומלינדה גייטס והאיחוד האירופי, צפוי להציל את חייהם של מיליוני בני אדם ברחבי העולם השלישי באמצעות אבחון מוקדם וטיפול תואם. "בהיותי נערה חלמתי להיות רופאה," אמרה לתלמידות, "אך בסוף זה לא קרה. בחרתי בלימודי הנדסה כימית, שבהם אני משלבת בין הנדסה למדעי החיים. כמנהלת של מאגד Apatch שבו שותפים חוקרים מהאקדמיה, בתי חולים וחברות שונות, אנחנו מפתחים מדבקה לניטור שחפת, אני מרגישה שאני תורמת לאנושות תרומה ייחודית ומשמעותית. "

מנחת האירוע הסטודנטית קרן יצחק מהפקולטה למדעי המחשב

ד"ר רותם וישינקין מהפקולטה להנדסה כימית

התלמידות במעבדה בפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל

התלמידות במעבדה בפקולטה להנדסת מכונות

התלמידות במעבדה בפקולטה למדעי המחשב

התלמידות במעבדה בפקולטה למדעי המחשב

התלמידות במפגש עם סטודנטיות לתארים מתקדמים בפקולטה להנדסת חשמל

הקהל באירוע הפתיחה.

התלמידות באירוע.

התלמידות באירוע.

התלמידות באירוע.

 ניסוי שתוכנן בפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון יבחן בחלל את התנהגותם של חומרים אנטי-בקטריאליים ואת השפעתם על חיידקים בתנאים של כבידה אפסית

פרופ' ג'וזפה פליני מאוניברסיטת בולוניה (מימין) ופרופ' בעז פוקרוי מהטכניון. צילום: דוברות הטכניון

בקרוב ישוגרו לחלל שני ניסויים של חוקרים בטכניון עם שותפיהם באיטליה, וזאת כדי לבחון את השפעתה של מיקרו-כבידה (כבידה אפסית) על תופעות שונות.

הניסויים, הבוחנים השפעות שונות של מיקרו-כבידה, ישוגרו מגינאה הצרפתית על גבי משגר של סוכנות החלל האירופית. זאת במסגרת שיתוף פעולה בין סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה וסוכנות החלל האיטלקית, הכולל ארבעה ניסויים שאותם תבצע חברת "ספייס פארמה". בכל ניסוי ישתתפו חוקר אחד ישראלי ואחד איטלקי.

הניסוי הראשון, שיבחן את התנהגותן של מולקולות אנטי-מיקרוביאליות ואת השפעתן על חיידקים, תוכנן על ידי פרופ' בעז פוקרוי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון ושותפו פרופ' ג'וזפה פליני מאוניברסיטת בולוניה; הניסוי השני, שיבחן את מהירות ההיקשרות של חומרים כימיים לחלבוני דם, תוכנן על ידי חוקרים מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון ומ- Tre University ברומא.

הניסוי של פרופ' פוקרוי ופרופ' פליני קרוי SpaceLysis, ובמסגרתו תיבדק השפעת מיקרו-כבידה על הקינטיקה של חומרים אנטי-מיקרוביאליים ועל פעולתם על חיידקים. לדברי פרופ' פוקרוי, על גבי כדור הארץ תלויה האינטראקציה בין חיידקים לחומרים אלה בדיפוזיה והסעה (Convection), ואילו בחלל תהיה ההסעה אפסית ולכן האינטראקציה צפויה להשתנות משמעותית. החוקרים, שכבר ערכו את הניסוי על כדור הארץ, מבקשים ללמוד באמצעות הניסוי בחלל על השפעתה של מיקרו-כבידה על האינטראקציות האמורות.